• Gossen Metrawatt

Normgerechte Prüfung von DC-Ladepunkten

Diagnose der Ladeinfrastruktur und Durchführen der vorgeschriebenen Messungen und Funktionsprüfungen
Schnellladung für Elektrofahrzeuge

Elektrisch fahren ohne Einschränkungen, dass ist das Ziel beim Kauf eines E-Fahrzeuges. Garantierte Mobilität und Flexibilität durch DC-Schnellladung und deren ungewollte Abhängigkeit von Ladesystem und Ladesäulenausstattung.

Doch was bedeutet Schnellladung und wie sicher ist diese für den Anwender?

Das Laden mit Gleichstrom (DC) benötigt immer eine Verbindung zwischen EV und Ladepunkt über ein fest angeschlossenes Ladekabel. Das kabelgebundene Laden von Elektrofahrzeugen (EV), auch als konduktives Laden bezeichnet, kann in unterschiedlichen Ladebetriebsarten erfolgen, welche in der Systemnorm DIN EN 61851-1 (VDE 0122-1) definiert sind. Die Ladebetriebsart 4 ist für das Laden mit Gleichstrom (DC Laden) an fest installierten Ladestationen definiert. Diese spezielle DC Ladeinfrastruktur bietet ein hohes Maß an elektrischer Sicherheit und Schutz der Installation vor Überlastung z.B. Brandschutz. Ein weiterer Schutz vor Berührung und Manipulation bietet die Verriegelung der Ladesteckverbindung während des Ladevorgangs. Die Kommunikation und die Steuerung des Ladens erfolgt über eine spezielle Kommunikationsschnittstelle. Die Schnittstelle zwischen Fahrzeug und Ladepunkt ist ein entscheidendes Kriterium für eine sichere und komfortable Nutzung der Ladeinfrastruktur.

Unterschiedliche Standards beim Schnellladen

Bis heute sind viele verschiedene und untereinander inkompatible Ladestecker und Kupplungsvarianten auf dem Markt. Weltweit haben sich für die Schnellladung fünf Standards durchgesetzt.

  • CCS (Combo 2) - Combined Charging System vorzugsweise in Europa und USA
  • CCS (Combo 1) - Combined Charging System einphasig vorzugsweise in den USA
  • CHAdeMO - „CHArge DE MOve“ Standard vorzugweise in Japan
  • Tesla Supercharger
  • GB/T Standard vorzugsweise in China

In Deutschland sind hauptsächlich 3 DC-Schnellladesysteme vertreten. CCS (Combo 2), CHAdeMo und Tesla Supercharger.

CCS (Combo 2)

Das Combined Charging System (CCS) ist ein offenes, universelles Ladesystem für EV, das auf den internationalen Standards der IEC 61851-1, IEC 61851-23, Annex CC und der IEC 61851-24 für die Ladeeinrichtung basiert.

Die Standards für Ladesteckverbinder sind nach IEC 62196 (nur Konfiguration EE und -EF) definiert. Der Fahrzeugseitige CCS-Anschluss vereint dreiphasiges Wechselstromladen mit der Möglichkeit zum schnellen Gleichstromladen.

Als System beinhaltet das CCS sowohl die Stecker als auch die Kontrollfunktionen und die Kommunikation zwischen EV und Infrastruktur.


CCS Combo Typ 2 Stecker
Abbildung 1: CCS Combo Typ 2 Stecker (Bild WIKIPEDIA)

Die für das Gleichstromladen mit CCS vorgesehene erweiterte Kommunikation basiert auf der DIN SPEC 70121 bzw. der ISO 15118. Fahrzeugseitig wird die elektrische Sicherheit durch die ISO 17409 spezifiziert.

CHAdeMO

CHAdeMO ist ein in Japan entwickeltes Stecksystem für das Laden von Elektroautos und Plug-in-Hybriden. "CHAdeMO" ist eine Abkürzung für "CHArge de MOve," äquivalent zu "Ladung für Bewegung", und ist ein Wortspiel für "O cha demo ikaga desuka." auf Japanisch, was bedeutet "Lasst uns eine Tasse Tee beim Aufladen haben."

Der CHAdeMO-Stecker etablierte sich als erster Standard für das Laden von E-Fahrzeugen mit Gleichstrom (DC). Automarken, die den Stecker serienmäßig an Bord haben, sind Toyota, Kia, Mitsubishi und Nissan. Tesla bietet für mehrere Modelle einen Adapter zum Anschluss an eine CHAdeMO-Ladestation an.

CCS Combo Typ 2 Stecker
Abbildung 2: CHAdeMo Stecker (Bild WIKIPEDIA)

Funktionelle Prüfung und Messung von Ladesystemen

Die Ladeeinrichtung ist eine laienbedienbare ortsfeste elektrische Anlage die an öffentlich zugänglichen sowie gewerblich genutzten Plätzen normgerecht geprüft werden sollte. (Erstprüfung) Die Prüfung auf Funktionalität und elektrischer Sicherheit erfolgt durch eine Elektrofachkraft. Die zu prüfende Person sollte über Basiswissen zur Beurteilung der Messwerte und Prüfungen von DC Schnellladesystemen verfügen.

Die Inhalte der Prüfungen und die Prüffristen ergeben sich aus den Normen u.a. der DIN EN 61851-1/22/23/24 (VDE 0122-1/2-2/2-3/2-4), ISO 15118-1, DIN SPEC 70121, IEC 60364-6 / DIN VDE 0100-600, EN 50110-1 / DIN VDE 0105-100, Hersteller- und Errichterhinweisen und je nach Installationsort und Nutzungsart auch aus gesetzlichen Vorgaben.

Weitergehende Informationen bieten das Arbeitsschutzgesetz, die Betriebssicherheitsverordnung, Richtlinien vom ZVEH sowie die Unfallverhütungsvorschriften der Berufsgenossenschaften.

Warum wird geprüft?

Gemäß Grundgesetz Artikel 2 (2) hat jeder das Recht auf Leben und körperliche Unversehrtheit. Beim Ladevorgang kommt der Anwender direkt mit der Ladestationstechnik in Berührung. Somit müssen Sicherheitsanforderungen bei Normalbedingungen (auch bei verschiedenen klimatischen Bedingungen) unter besonderer Berücksichtigung der vorhersehbaren Fehlbedienung und Missbrauch, bei Unfall und bei Vandalismus erfüllt sein.



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